第9章 V带机械
9.1 概述
各种结构的V带广泛应用于各类机械的有关传动系统中。随着V带生产技术及其制造设备的发展,V带的种类和制造工艺技术已形成了一套完整的体系,现有各种类型的V带已能满足各种使用要求。
V带产品的分类:按带体结构分有包布式V带和切边式V带两类;按带芯结构分有帘布芯V带和线绳芯V带两类;按V带用途分有工业用V带、汽车V带、农机V带、变速V带、轻负载V带和导静电V带六类;按V带带体截面形状和尺寸分有普通V带、宽V带、窄V带、大楔角带、小楔角带、联组V带、多楔带和齿形V带等类。每类V带各有其特殊的用途。生产各种V带的设备随V带结构和工艺而异,本章主要介绍普通帘布结构V带和常用线绳芯结构V带的生产设备,同时为叙述方便,分V带准备机械、V带成型机械和V带硫化设备及前后处理设备三部分进行介绍。
9.2 V带准备机械
9.2.1 压缩胶层胶片切断机
9.2.1.1 普通压缩胶层胶片切断机
(1)用途 普通压缩胶层胶片切断机,用于将经冷却存放一定时间的普通橡胶压缩胶层胶片,按所需长度进行切断,送往下工序接头后供成型用。压缩胶层胶片的切断坡口长度需达到15~25mm,以确保接头能承受一定的拉力。
(2)基本结构 普通压缩胶层胶片切断机如图9-1所示,它主要由切刀装置4、控制变压器2、机架1和脚踏滑阀14等组成。
图9-1 普通压缩胶层胶片切断机
1—机架;2—控制变压器;3—防护罩;4—切刀装置;5—托架;6—切刀杆;7—活动支架;8—气缸;
9—横梁;10—压板;11—隔热板;12—板状电热器;13—切刀;14—脚踏滑阀;15—调整螺母
机架1由角钢焊接而成,上面铺一层厚16mm的胶木面板,其上开有两个长孔,切刀杆6从长孔内伸出,以便在调节切刀时不会受到阻碍。机架1四周围有薄钢板。在切刀刀刃与面板接触处装有一块耐热橡胶制成的台面护板,保护面板不受损伤。
切刀装置4由装在托架5上的气缸8带动。调节托架5的调整螺母15可以改变切刀13和工作面板间的夹角,使胶片的切断坡口长度符合要求。调节切刀杆6和活动支架7的连接螺母可以改变切刀13的切入深度。活动支架7沿着托架5的轨道由活塞杆带动移动,使切刀13工作平稳。切刀13由压板及螺栓固定在横梁9上,它的两面夹有板状电热器12,并用隔热板11隔热。切刀13的材料为9Cr18钢,热处理硬度为48~52HRC。
控制变压器2通过转换开关变换输出电压,使切刀13的温度保持在160~180℃。为安全起见,切刀工作处装有不妨碍操作视线的网状防护罩3。
气缸8由脚踏滑阀14操纵。
(3)主要性能参数 V带压缩胶层胶片切断机的主要性能参数如下:
胶片最大切割宽度:275mm。
切片宽度:340mm。
切刀温度:160~180℃。
切刀气缸直径×行程:100mm×95mm。
压缩空气压力:0.3~0.4MPa。
板状电热器:功率250W;电压36V。
外形尺寸:1100mm×900mm×1060mm。
9.2.1.2 氯丁橡胶压缩胶层胶片切断机
(1)用途 氯丁橡胶压缩胶层胶片切断机用于定长切断线绳芯V带生产中使用的氯丁橡胶压缩胶层胶片。氯丁橡胶在工艺上要求切断时不得使用溶剂,切刀不得加热,所以采用干式冷切的方法。
(2)基本结构 氯丁橡胶压缩胶层胶片切断机如图9-2所示,它主要由工作台和切断装置两部分组成。工作台1离地面高度800mm,上面装有若干托辊,以便于胶片的移动输送及定长。工作台的一边装有可横向移动的挡板,可使胶片横向定位。此外,还设有胶片长度定长挡板,根据胶片的切断长度调节其位置。
图9-2 氯丁橡胶压缩胶层胶片切断机
1—工作台;2—托辊;3—切断装置
切断装置装在工作台的一端,其结构如图9-3所示。切断装置设有压头装置、切刀及切刀传动系统等。压头装置由压板1及气缸4组成,气缸带动压板作上下移动,利用导杆5防止压板转位。压头时,先由压板把胶片2压住,然后由电机8经过V带、丝杠6驱动切刀3作横向移动,把胶片切断。切刀在工作台成40°角安装,因此胶片的切割面成40°坡度,以方便胶片接头。切好头的胶片沿挡板由人工推动向前移动,以保持切割的断面与胶片的边保持垂直,到一定长度时,胶片的切割端头与定长挡板相遇而停止前移,启动压头气缸,压板把胶片压住,然后再启动电机,使丝杠反向转动,切刀以相反方向移动,将定长的胶片切断。
图9-3 切断装置
1—压板;2—胶片;3—切刀;4—气缸;5—导杆;6—丝杠;7—刀座;8—电机
切刀的刀座7在丝杠转动时,沿设在丝杠上下的圆柱导杆移动,限制其运动的自由度。此外,为防止切刀伸出太长而折断,切刀沿着胶片下面工作台面上的刀缝运动,只伸出刀刃将胶片割断。切断后的胶片接成圆筒状,供成型时使用。
9.2.2 压缩胶层胶片接头机
(1)用途 压缩胶层胶片接头机用于将裁切好的压缩胶层胶片对接成环形,以供V带成型机成型V带时使用。
(2)基本结构 压缩胶层胶片接头机如图9-4所示。机架1由竖立的框架和底板焊接而成。气缸2设在机架1的上部。上压板3和气缸活塞相连,可沿机架1上的一段导轨作上下移动。下压板4固定在机架1的中部,用于支承压缩胶层胶片。当上压板3由气缸2推动下移时,就可将放在下压板4上的压缩胶层胶片的接头部分结合。
图9-4 压缩胶层胶片接头机
1—机架;2—气缸;3—上压板;
4—下压板;5—托板;6—脚踏滑阀
上、下压板的工作面长度为310mm,宽为40mm,胶片最大接头宽度可达275mm。托板5装在机架1的下部,用以承托较长的胶片。
新式接头机接头宽度可达760mm,接头压力达16000N,接头部件采用热板形式,并采用两个端头夹持装置,以使接头牢固。
(3)主要性能参数
接头压缩胶层胶片最小周长:450mm。
气缸直径×行程:100mm×145mm。
接头单位压力:0.18~0.25MPa。
压缩空气压力:0.4MPa。
外形尺寸:620mm×400mm×1480mm。
9.2.3 线绳浸胶干燥热伸张联动装置
(1)用途 线绳浸胶干燥伸张联动装置用于将成型包布式和切边式线绳V带及汽车V带等用的强力人造丝线绳、聚氨线绳、棉线绳、涤纶线绳、玻璃纤维线绳及棉纶线绳进行浸渍胶浆,并进行干燥、热伸张和稳定化处理,以提高线绳和橡胶的结合能力及线绳的稳定性能。
(2)基本结构与主要装置 处理V带线绳用的联动装置有多种结构形式,以下简要介绍利用热空气对浸渍胶浆后的线绳进行干燥和热伸张的联动装置和利用沸腾床的热处理联动装置。
①线绳浸胶热空气干燥热伸张联动装置 组成如图9-5所示,它主要由导开装置1、第一组拉伸辊5、第一浸胶浆槽6、第二组拉伸辊7、第一加热区13、测量辊9和3、导向辊8、第二浸胶浆槽10、第三组拉伸辊11、第二加热区12、第四组拉伸辊4、卷取装置2和传动装置以及控制系统等组成。该装置可同时对二十根线绳浸渍胶浆。导开装置1将线绳导开后,可根据工艺需要,或通过一个浸胶浆槽进行一次浸渍胶浆,或通过两个浸胶浆槽先后进行两次浸胶浆。
图9-5 线绳浸胶热空气干燥热伸张联动装置
1—线绳导开装置;2—卷取装置;3,9—测量辊;4—第四组拉伸辊;5—第一组拉伸辊;
6—第一浸胶浆槽;7—第二组拉伸辊;8—导向辊;10—第二浸胶浆槽;
11—第三组拉伸辊;12—第二加热区;13—第一加热区
经过浸渍胶浆的线绳分别由两个加热区进行干燥和伸张热定型,利用各组拉伸辊在各个区域对线绳施加一定的张力进行拉伸,以减少V带在使用过程中的伸长。浸渍好胶浆的线绳,用卷取装置卷取在线锭上。卷取装置和拉伸辊均由传动装置传动。
导开装置1是由型钢焊接而成的支架,可放置卷有线绳的2×20个线锭。线绳的供料线锭置于筒子支架上。线锭有两组,当第一组用完时,即可使用第二组线锭,以使机组连续工作。装有线锭的筒子支架可以自由旋转,偏离水平方向约10°。线绳从线锭的上面引出,进入导线眼,然后通过线绳制动装置对线绳导向和施加张力。制动装置用瓷质材料制成。
每根线绳通过一个线绳断裂信号装置,当任何一根线绳断裂时,即会发出信号。
四组拉伸辊用于传送线绳和进行张力控制,第一组拉伸辊有四个辊筒,第二、第三组拉伸辊各有七个辊筒,第四组拉伸辊则有八个辊筒。各拉伸辊筒组分别对第一浸胶浆槽区、第一加热区和第二浸胶浆槽区、第二加热区进行不同的拉伸。各种拉伸辊还起着引导线绳的作用。
各拉伸辊的直径为161mm,有效工作长度为250mm,表面镀铬。每组辊筒的各个辊筒由齿轮传动,并由直流电机驱动。通过各组拉伸辊不同的转速对各个区域施加张力。同时,还用变换齿轮来调整和控制辊筒的转速,变换齿轮的齿数在95~115之间。
联动装置中的两个浸胶浆槽用不锈钢制成,用于盛放胶浆溶液,可前后移动,长度约1m,容积约60L。两个直径为161mm的辊筒置于胶浆槽上方。胶浆槽可以升降。浸过胶浆的线绳通过刮胶口刮去多余的胶浆。
第一浸胶浆槽设有密封盖。浸过胶浆后的线绳从第一胶浆槽引出开始到第一加热区的进口处,设有密封套管,以防有害气体污染环境,并为安全起见,在该区域还设有一排风机,同时还设有有毒气体检测装置、含量显示装置和报警装置。
第二浸胶浆槽为敞口形式。
加热区由上部的第一加热区和下部的第二加热区组成,用于对线绳进行干燥和热伸张定型。加热区长约12m。线绳通过各个加热区时,进、出口设在同一端。当通过第一加热区后,靠反向辊再返回到原加热区,以完成第二次干燥和热定型。反向辊在加热区的另一端被密闭的加热区内。反向辊支架为161mm,开有沟槽,表面镀铬。
每个加热区设有90kW的电热器及一台循环风机和一台排风机。通过电热器将空气加热,由循环风机向加热区送热风,将线绳加热干燥和热定型。加热的空气循环使用。热空气通过加热区后,再一次进入加热装置进行重新加热。用热电偶控制空气的温度,加热空气的最高温度为280℃。每一加热区的一侧箱体上设有四个电阻温度计,以显示箱内温度。
加热装置的空气循环量为10000m3/h,同时约有5%的空气被排放,并补充新鲜空气。排放及补充的空气量通过风门进行调节。
每个加热区的箱体的一侧,装有五个供引线、故障检查或维修用的工作门。
两个测量辊各由一个沟槽辊和测力传感器组成,用于测量二十根线绳的总张力。
线绳经浸渍胶浆、干燥和热伸张定型后,经过一段较短的距离在室温下进行冷却,然后通过一组用弹簧对线绳施加一定张力的浮动辊,在通过一个线绳断裂信号装置后卷取在卷取装置的筒管上。筒管以摩擦传动方式进行卷取。两根主轴上装有与卷取线锭相对应的传动辊筒,卷取线锭压在传动辊筒上,其摩擦力根据工艺要求更换不同重量的重砣来调整。卷满后,可抬起手柄,即可更换线锭。
卷取装置用一个直流电机传动,一个液压缸控制排线钩的横向移动。
联动装置用两个直流电机调整和控制线绳的传动及卷取速度。装置装有速度控制器和同步调节系统。
②线绳沸腾床热处理联动装置 组成如图9-6所示,依次由导开架1、排线架2、1号伸张牵引辊3、热伸张沸腾床4、2号伸张牵引辊5、热定型沸腾床6、3号伸张牵引辊7、排线架8和卷取装置9等组成。该装置没有浸胶浆槽,故只能作为锦纶线绳等热伸张处理。将需要处理的线绳卷放置在导开架1上,线绳经过排线架2按一定间距排成一排,经1号伸张牵引辊3进入热伸张沸腾床4(温度200℃)后至2号伸张牵引辊5。在1号和2号伸张牵引辊之间建立延伸区段(其速度差最大达30%)。经过热伸张的线绳,通过热定型沸腾床6(温度200℃)后,引至3号伸张牵引辊7。在2号和3号伸张牵引辊之间建立定型区段,其速度差为3%。经过热定型的线绳通过排线架8到卷取装置9卷取成筒子。两个沸腾床的温度各有一套晶闸管温度控制装置,可分别调节和控制温度。另设一台鼓风机为两个沸腾床送风。
图9-6 线绳沸腾床热处理联动装置
1—导开架;2,8—排线架;3—1号伸张牵引辊;4—热伸张沸腾床;5—2号伸张牵引辊;
6—热定型沸腾床;7—3号伸张牵引辊;9—卷取装置
热伸张用的和热定型用的沸腾床,其结构和工作原理一样。沸腾床示意如图9-7所示,它是一个槽形容器,下部设有孔板2,在孔板上面盛有均匀的球状粒子3,组成颗粒床。从孔板下方颗粒床通入一定流速的气体。当气体的速度逐渐增大到某一值时,床层膨胀,粒子开始运动,此时的气体速度称硫化点。当气体速度达到硫化点以上某一数值时,粒子便在床内自由地向各个方向作随机运动而上下翻腾,并形成一个清晰的大致水平的界面,这种状态称为流态化,俗称沸腾床。沸腾床内粒子的温度,由孔板2上面的电热器4调节,使上下翻腾的粒子保持均匀而恒定的温度,当线绳通过沸腾床时,线绳即被加热。当热处理锦纶线绳时,粒子3采用玻璃珠,粒度为0.25~0.3mm,沸腾后的床层深度为150mm,空气流速为0.25m/s。孔板和床层的总阻力为7.4~7.8kPa。孔板一般采用微孔陶瓷板,厚度为16~20mm,开孔率70%左右,孔径约为0.2mm。孔板也可采用铜基粉末冶金过滤板或泡罩型孔板代替微孔陶瓷板。
图9-7 沸腾床示意
1—容器;2—孔板;3—粒子;4—电热器
(3)主要性能参数
①线绳浸胶热空气干燥热伸张联动装置的主要性能参数
适用最粗线绳直径:2.5mm。
线绳间距:10mm。
线绳浸胶浆、干燥速度:5~20m/min。
线绳张力:导开区4.5N/根;第一浸胶浆槽区10N/根;第一加热区100N/根;卷取区10N/根。
线绳延伸率:第一浸渍胶浆槽区-5%~+5%;第一加热区-5%~+15%;第二加热区-5%~+15%;总延伸率-5%~+15%。
每个加热区的电加热器功率:90kW。
干燥、加热温度:<280℃。
主传动直流电机:功率3.4kW;转速2450r/min;总耗功率240kW。
②线绳沸腾床热处理联动装置的主要性能参数
线绳规格:34.5s/24×3。
线绳根数:12根。
工作速度:6~24m/min。
热伸张区延伸率:最大30%。
热定型区延伸率:3%。
沸腾床温度:最高250℃。
沸腾床用鼓风机:风量14m3/min;风压9.8kPa;电机功率10kW。
1号伸张牵引辊直流电机:功率1.75kW;转速1450r/min。
2号、3号伸张牵引辊和卷取装置直流电机:功率2.8kW;转速1500r/min。
外形尺寸:13.5m×1m×1.78m。
9.2.4 短纤维胶片裁断拼接机
(1)用途 添加短纤维材料的胶料在压延成胶片的过程中,使胶料中短纤维的排列方向和压延方向一致。为提高V带传动性能和使用寿命,增加V带的横向刚性,且不影响屈挠性能,压延后的胶片使用时,需经90°裁断后变换方向拼接,使胶片中的短纤维成横向排列。短纤维胶片裁断拼接机就是用于将上述成型V带用的短纤维胶片进行定长裁断、拼接和卷取。工艺流程如图9-8所示。
图9-8 短纤维胶片裁断拼接工艺流程
(2)基本结构 短纤维胶片裁断拼接机如图9-9所示,它主要由胶片导开及存储装置1、裁断装置2、拖动与定长装置3、输送装置4、拼接装置5、后缠绕装置6和控制系统组成。
图9-9 短纤维胶片裁断拼接机
1—胶片导开及存储装置;2—裁断装置;3—拖动与定长装置;4—输送装置
5—拼接装置;6—后缠绕装置
机器工作前,把带有垫布的胶片卷放置在胶片导开装置上,垫布与胶片先由手动拖拽至相应卷取辊上,并将垫布在垫布卷取辊上缠绕3~5圈。导开装置的垫布卷取辊由电机直接驱动对垫布卷取,胶片则由存储装置的胶片输送辊驱动。胶片经胶片存储装置拖至裁断位置,对正后,手动控制将胶片头裁除。
启动设备定长、裁切胶片,将第一块裁切的胶片放置到后缠绕装置,与垫布一同在后卷取辊上缠绕3~5圈,预留足够的拼接长度即可。
垫布卷取辊卷取垫布,胶片存储装置将胶片拉直,拖动与定长装置的六个机械手向前运行至夹持位置,夹持胶片,拖动胶片至设定的长度,裁断圆盘刀裁下胶片,拖动装置随即动作,将裁下的胶片向后拖至与其移动方向成90°的输送带的中间位置,机械手松开,放置胶片,输送带动作,将胶片输送至拼接位置,拼接板气缸动作,将拼接板推出。拼接板将前一块胶片末端与第二块胶片的首端平推在一起,同时拼接圆盘刀由无杆气缸驱动作横向移动,将两块胶片的端头在接触位置通过挤压黏合在一起,同时将废边裁断并通过刮板将废边刮下。拼接完成的胶片衬上垫布被后缠绕装置同步卷取,供成型V带时使用。胶片的裁断拼接及接头形式如图9-10所示。
图9-10 胶片的裁断拼接及接头形式
胶片导开及存储装置用于胶片导开和垫布卷取。垫布经螺旋槽扩布辊扩展平整后由卷取辊卷取。胶片随垫布的卷取而平整导开,经过胶片存储装置由胶片输送辊输送至裁断位置。圆盘摩擦式张紧机构为垫布的卷取提供了适当的张紧力,保证垫布的平整卷取。胶片存储装置通过检测胶片过渡辊的工作位置控制垫布的卷取并导开工作所需胶片,可存储一个工序所需胶片长度。
裁断装置用于裁断预设长度的胶片,主要由导轨副、无杆气缸、移动架和圆盘刀等组成。裁断时裁断电机启动并摆动至下位,由无杆气缸带动向前移动,将胶片裁断。
拖动与定长装置用于将机械手夹紧的胶片向后拖动至预设宽度,胶片裁断后,将裁下的胶片拖动到输送带对应的拼接位置。胶片的夹紧由安装在托架上的气动式机械手来实现,胶片拖动长度和拖动位置由交流伺服电机驱动,并通过旋转式编码器和不同位置的接近开关控制。主要由架体、直线导轨、托架、驱动和压紧部分组成。
输送装置用于把拖到输送带上的胶片运送到拼接位置。当拖动与定长装置的托架将胶片拖至预定位置放置后,输送带动作。其位置和动作由光电开关检测、控制。
拼接装置主要由拼接平台和带预压拼接圆盘刀组成。当两片胶片同时处于拼接位置时,拼接板气缸动作,将两胶片平推到一起,随后圆盘刀在预压作用下由无杆气缸驱动将两胶片挤压黏合并裁断废头,废头由刮板刮下。
拼接完成后,后缠绕装置和输送装置同时启动。后缠绕装置将拼接好的胶片与垫布同步卷取。其位置通过光电开关检测并控制。
各机械部分的动作均由控制系统控制,控制系统主要是通过安装在不同位置的接近开关和光电开关及旋转式编码器收集各部分的动作信息并发出指令,可以通过操作面板上的按钮和开关实现对设备的操控。
(3)主要性能参数见表9-1。
表9-1 短纤维胶片裁断拼接机的主要性能参数
注:表中数据摘取自青岛信森机电技术有限公司生产的DCJ-1000系列胶片拼接机。
9.3 V带成型机械
V带成型机械的结构形式很多,它随产品结构和工艺要求而变化,本节对线绳V带成型机进行介绍,同时介绍V带成型机械的配套设备——V带切边机和V带包布机。
9.3.1 线绳V带成型机
9.3.1.1 用途和分类
V带成型机用于V带生产过程中的带筒成型,包括线绳恒张力缠绕、胶片贴合等工序。成型时线绳张力的稳定性和排线均匀性的控制是设备的主要性能体现。
线绳结构V带(包括汽车V带)的成型机类型很多,按产品的不同结构、工艺要求,成型机的结构可完全不同。
按成型机的V带的数量不同可分为单根成型机与成组成型机。按成型的带长不同,可分为单鼓成型机与双鼓成型机。
按机器的功能不同,又可分为普通成型机与多功能成型机等。
单根线绳V带成型机用于以单根成型法成型汽车V带及其他V带,适用于周长短、产量少的产品的生产。机器结构简单,手工操作,线绳导开无张力控制,使线绳张力不均,会影响产品质量的稳定性和均匀性。
线绳V带成组成型机,主要用于包布或线绳结构V带带坯的成型切割、切边式V带的成型切割以及同步带的成型、打磨和切割,也可用于线绳结构平带和多楔带带坯的成型。
9.3.1.2 基本结构和主要装置
(1)单根线绳V带成型机 单根线绳V带成型机主要用于成型汽车V带,其结构如图9-11所示,主要由成型鼓1、机箱2、上压辊4和下压辊3等组成。成型鼓1是成型汽车V带的模具,所以成型鼓的外周具有汽车V带带坯形状的梯形沟槽。成型时在成型鼓沟槽内依次贴合包布、压缩层胶、线绳和伸张层胶。成型鼓由电机8通过设在机箱2中的变速齿轮传动。为了满足生产工艺要求,成型鼓具有两种转速,用变速手柄10操纵变速齿轮达到变速目的。
图9-11 单根线绳V带成型机
1—成型鼓;2—机箱;3—下压辊;4—上压辊;5—气缸;6—手柄;7—手轮;
8—电机;9—脚踏气阀;10—变速手柄
下压辊3由内径50mm的气缸5操纵,用于辊压包布和压缩层胶。上压辊4利用手柄6由人工操纵,用以辊压包布搭头。上压辊可随操纵需要绕支点上下左右摆动。当成型鼓的规格改变时,利用手轮7通过锥齿轮和螺杆传动可对上压辊4作上下调整。
成型鼓的结构如图9-12所示,它由内、外半成型轮2和3组成。两个半成型轮的斜面构成成型鼓梯形沟槽的两个侧面,梯形槽的底部有一钢环4套在内半成型轮2上。外半成型轮3由四个压板5用螺钉6紧固在内半成型轮2上,因此操作时需扭松螺钉6和转动压板5后,才能将外半成型轮3移走取出带坯(钢环4随同带坯一起取走),操作麻烦,效率低。当将紧固压板5的四个螺钉6改用双头螺栓和蝶形螺母时,操作时可较拧六角螺钉方便些。
图9-12 成型鼓
1—中心套;2—内半成型轮;3—外半成型轮;
4—钢环;5—压板;6—螺钉
(2)线绳V带单鼓成型机组 线绳V带单鼓成型机组的结构形式很多,它随用途而异。根据德国SCHOLZ公司的产品,现有包布V带成型机、切边V带和同步带成型机、包布V带和切边V带成型切割机、切边V带单鼓成型机、同步带单鼓成型机等类型。机器类型虽多,但基本结构大同小异,且其基本功能主要是在成型鼓上贴合压缩层胶片、在张力条件下缠绕线绳和贴伸张层胶片等,为此,这里仅扼要介绍普通线绳V带成组成型机和多功能线绳V带成组成型机。
①普通线绳V带成组成型机 这种V带成组成型机一般具有胶片贴合、缠绕线绳和切割带坯的功能,其结构如图9-13所示,它由传动机箱1、成型鼓2、线绳导开装置3、压辊5、切割装置6、尾架7和供料装置8等组成。机器主要部分的结构类似于一台车床,成型鼓2由传动机箱1的主轴驱动。为防止主轴的下垂变形,成型鼓2的另一端由尾架7支撑。主轴由宽调速电机经V带和齿轮减速后驱动回转。装在床身上的溜板箱由丝杠驱动,可以沿主轴轴线方向,按一定的线绳缠绕节距移动以及快速返回移动。线绳导开装置3及排线装置装在溜板箱上,随溜板箱一起移动。溜板箱上装有切割带坯的切割装置6。
图9-13 普通线绳V带成组成型机
1—传动机箱;2—成型鼓;3—线绳导开装置;4—安全装置;5—压辊;6—切割装置;7—尾架;8—供料装置
供料装置8用于存放V带成型用的胶片,以便向成型鼓2供料。
该机所用的成型鼓如图9-14所示,空心轴3的一端用法兰固定在传动机箱上,另一端支撑在尾架上。推拉杆用导键等与滑动套筒4连成一体,在传动机箱上的气缸活塞杆5的驱动下,滑动套筒4可在空心轴上作轴向移动。连杆2的两端,分别与鼓瓦1铰接,当滑动套筒4作轴向移动时,通过连杆2便可使鼓瓦1作径向移动,将鼓瓦扩开成圆筒状,或者收缩以便将成型好的带坯从成型鼓上卸下。
图9-14 成型鼓
1—鼓瓦;2—连杆;3—空心轴;4—滑动套筒;5—活塞杆
鼓瓦共分四块,两两对称,由于连杆2长度不同,当滑动套筒4作轴向移动时,四块鼓瓦径向运动的速度不同,其中两块先向内收缩,另外两块后收缩,从而使成型鼓直径收缩。在扩张时,则相对收缩时作相反的运动。
为了防止切割带坯时损伤切割刀,在成型鼓外面套有硫化或未硫化橡胶胶套,胶套外径为V带带坯的成型直径。因此,当变更成型的V带带长规格且变化不大时,可通过调整胶套外径的方法来调节。
线绳缠绕及切割装置如图9-15所示。溜板1在丝杠驱动下,作轴向移动。刀座2固定在溜板1上,内装齿轮及丝杠,转动手轮4可使刀座2在溜板1上作径向移动。切割刀片5及线绳导辊6安装在刀座2上,随溜板1及刀座2而移动。线绳从安装在刀座上的导开装置上导出后,经过导辊6卷绕在成型鼓上。缠绕线绳时,成型鼓按一定的转速回转,且转速可作无级调节,刀座在丝杠的驱动下作轴向移动,使线绳以螺旋状缠绕在已包贴在成型鼓的胶片上。待绕好线绳后,在线绳上再贴上一层胶片,用压辊辊压之后,V带带筒即成型完成,再用切割刀片5将带坯筒切割成V带矩形带坯。转动手轮4,刀片5便向成型鼓径向进刀,刀片之间的距离即是带坯的切割宽度。切割时,一边切割,一边由喷雾嘴3喷出水雾,冷却并润滑刀片5。为了防止切割带坯时线绳导辊6与成型鼓干涉,线绳导辊的支臂可以翻起,还可以根据成型鼓的直径,用螺钉调整导辊使之处在适当的工作位置。
图9-15 线绳缠绕及切割装置
1—溜板;2—刀座;3—喷雾嘴;4—手轮;5—刀片;6—导辊;7—成型鼓
线绳导开装置设有张力控制器,以保证线绳以一定的张力缠绕在成型鼓上。线绳张力的恒定与否,对产品质量有很大影响。
机器的尾架与一般车床的尾架类同,用活顶针顶住成型鼓的左端,卸带时,在气缸驱动下,可在导轨上向左移开。
②多功能线绳V带成组成型机 多功能线绳V带成组成型机不仅可以完成普通线绳V带成组成型机的基本功能,还具有其他功能,因此它既可以生产包布式V带和切边式V带,还可以进行同步带的成型、研磨和切割,也可生产线绳结构的其他类似带子。图9-16所示为其结构,是德国SCHOLZ公司的产品,它主要由主传动装置1、成型鼓2、尾架3、溜板箱4、胶片导开装置5、线绳导开装置6及控制系统组成。成型鼓2由主传动装置1的主轴和尾架3支撑,并由400~2000r/min的直流电机传动。尾架在更换成型鼓、套新保护胶套或卸下成型好的带子时,可以前后摆动。成型鼓有固定鼓和膨胀鼓之分,固定鼓又有光面鼓和齿面鼓之分。齿面鼓用于成型齿形带。当进行包布V带的成型和切割时,将相应的膨胀鼓装上成型机,按工艺要求调节好膨胀周长,将保护套胶片缠绕在膨胀鼓外周,至要求层数为止,并用压辊压实,然后用打磨装置的砂轮将保护胶套打磨至规整,然后一般以反成型法的工艺成型带芯,即先贴伸张层胶片,再缠绕线绳和贴压缩层胶片。线绳由导开装置导开后经导向轮缠绕在成型鼓伸张层胶片上。线绳的缠绕靠溜板箱4的轴向移动来完成。溜板箱具有多种操作功能,其上装有排线绳、切割和打磨等装置。整个溜板箱由一台直流电机通过滚珠丝杠带动,使其沿成型鼓的轴向方向移动,随着成型鼓的旋转和溜板箱的轴线方向移动,排线机构将由线绳导开装置导出的浸胶线绳按选定的规定距离均匀地缠绕在成型鼓上。线绳的缠绕间距可以任意设定。当带筒成型完毕进行切割操作时,在溜板箱的上刀架上装上V形切刀,下刀架上装上圆片刀,调整好溜板箱横向步进量和两刀的进给量,先由V形切刀将带筒表面切出V形槽(V形切刀切割深度不能触及线绳),然后由圆片刀在V形切刀的刀槽底部将线绳切断而使每条带芯分开。切割完毕,收缩膨胀鼓,取下V带带坯送包布机包布后进行硫化。
图9-16 多功能线绳V带成组成型机
1—主传动装置;2—成型鼓;3—尾架;4—溜板箱;5—胶片导开装置;6—线绳导开装置
切边V带一般用固定鼓成型,先在鼓上贴合压缩层胶片和缠绕线绳,然后再包贴伸张层胶片和外包布,成型完后将固定鼓直接送往硫化罐硫化,硫化后冷却脱模,再将硫化好的V带带筒套装到相应的套有橡胶护套的膨胀鼓上。张紧膨胀鼓,调整好上、下切割溜板上的圆片刀的切割角度和行程,即可切割出所需的V带。
成型同步带时,先将接头处缝好的高弹尼龙胶布套在相应规格的齿面固定鼓上,然后将S向、Z向线绳在一定张力下同时缠绕,线绳缠绕好后缠贴胶片,而后送往硫化。再将硫化后的固定鼓装上成型机,利用打磨装置将硫化后的带筒外周打磨修整到要求周长,而后脱模将带筒装到膨胀鼓上,利用切割装置按要求切成成品同步带。
由上可知,生产包布V带时,从成型带筒到切割单根V带带坯,在一个膨胀鼓上完成,而生产切边V带时,需用固定鼓和膨胀鼓两种鼓,固定鼓用于成型带筒兼作硫化模具,膨胀鼓用于将已硫化好的带筒切割成单根V带。
固定鼓的结构如图9-17所示,它主要由圆筒状鼓面、空心轴、辐板等焊接而成。当鼓面为光面时,表面要求光滑,硬度高。当鼓面为齿面时,其齿形和尺寸必须严格符合产品要求。
图9-17 固定鼓
膨胀鼓的结构如图9-18所示,主要由气缸1、活塞2、传动轴3、楔形滑块4、圆锥滑座5、销轴6、滑套7、扇形板8及其直径调节部件组成。扇形板8有若干个,组合在一起成一个完整的圆筒体,而每一块扇形板设有三个楔形滑块4,各楔形滑块与圆锥滑座之间以T形槽形式相连接。当气缸右端尾腔进气时,活塞2左移,通过销轴6带动滑套7、圆锥滑座5一起左移,而楔形滑块4与扇形板8受到鼓端端盖的限制而不能轴向移动而只能作径向移动,从而使鼓径胀大。收缩鼓径时,气缸头腔进气,各零件动作顺序相反。由调节螺杆9、调节螺母10和调节轴11组成的鼓径调节结构,用于调节和控制成型鼓的径向膨胀范围,以便成型、切割不同规格的V带。调节鼓径时,转动带六角头的调节轴11,使螺母10转动而轴向移动调节螺杆9,这样即可调节鼓径的大小。
图9-18 膨胀鼓
1—气缸;2—活塞;3—传动轴;4—楔形滑块;5—圆锥滑座;6—销轴;7—滑套;
8—扇形板;9—调节螺杆;10—调节螺母;11—调节轴
溜板箱的结构如图9-19所示,它分上、下两个部分,主要由大纵向溜板1、大支座4、下横向溜板2、下切割装置3、上横向溜板9、小纵向溜板10、上切割装置12、排线装置21和打磨装置24等组成。上、下横向溜板各有一套由电机5、减速器6、同步带带轮7和同步带8组成的传动装置,通过滚珠丝杠19带动沿成型鼓作径向移动,调整切刀的位置。在上、下横向溜板上均设有光栅尺,用于检测鼓径的大小和控制切刀切入带子的精确位置。上、下切割装置均由圆片刀17、锥齿轮箱16、电机15、切割溜板13、油缸11和行程调节机构22等组成。切割时,用电机将切割溜板调到一定的位置后,油缸将切割溜板推向前进,使旋转的圆片刀切入带筒。油缸的最大行程为30mm。为节省切割时间,提高工效,利用行程调节机构22调整油缸行程,使实际工作行程接近于切割深度。圆片刀切入带筒的速度可用流量控制阀来调节。切割完毕,切刀快速退回。为使切刀在切割时得到润滑,上、下切刀的上方均设有喷水装置。当圆片刀工作时,刀口方向有一磨刀机构,由气缸推动的设有两片油石组成的磨刀架作往复运动,圆片刀切割一次即被打磨一次。在上小纵向溜板和下横向溜板上设有圆形滑道,用于调整切割装置的角度,即切刀的切割角度,以便生产不同楔角的V带。手轮18用于调整小纵向溜板的纵向位置,即调整上、下切刀的纵向间距,以便切出不同宽度的V带。当上、下切刀距离调好后,用手柄23将小纵向溜板锁紧。切割切边V带时,上、下切割装置均装圆片刀,而生产切边V带带筒和成型、切割包布V带带芯时,要将上圆片刀取下。用反成型法生产包布V带时,利用切割装置的V形切刀进行削边,切下的废料用吸管吸走,回收重新使用,削边形式如图9-20所示。
图9-19 溜板箱
1—大纵向溜板;2—下横向溜板;3—下切割装置;4—大支座;5,15—电机;6—减速器;7—同步带带轮;
8—同步带;9—上横向溜板;10—小纵向溜板;11—油缸;12—上切割装置;13—切割溜板;
14—切割滑轨;16—锥齿轮箱;17—圆片刀;18—手轮;19—滚珠丝杠;20—导轨;
21—排线装置;22—调节机构;23—手柄;24—打磨装置
图9-20 V带削边形式
1—成型鼓;2—伸张层;3—骨架层;
4—压缩层;5—V形削边刀
排线装置设在锥齿轮箱上,其结构如图9-21所示,主要由导轮1、排线轮2、气缸3、吸管4、V形刀刀座5组成。由线绳导开装置导出的线绳经导轮和排线轮缠绕在成型鼓上,通过手动阀控制气缸,使排线轮位于或脱离工作位置。
图9-21 排线装置
1—导轮;2—排线轮;3—气缸;4—吸管;5—V形刀刀座
打磨装置如图9-22所示,气缸6的活塞杆通过连杆7与滑板4相连,打磨时,启动气缸推动滑板,砂轮等前移到打磨工作位置,打磨完毕,气缸再将整个打磨机构回复到原位。为保证机器的洁净和正常运转,打磨装置配有专门的吸尘装置,将打磨下的胶末吸走。打磨前,需将小纵向溜板左移,并卸下排线装置。
图9-22 打磨装置
1—砂轮;2—电机;3—支架;4—滑板;5—导轨;6—气缸;7—连杆
胶片导开装置位于成型机后部,其结构如图9-23所示。转盘1有四个工作位置,每个工作位置有一套胶片导开装置,可分别提供四种不同的胶片,或者提供1~2个备料。胶片导开部分由圆盘张紧机构13和快速自动卡头14组成,胶片辊可以方便快速地装在导开装置上,并在成型缠贴时,使胶片保持适当的张力。由电机10、减速器11和齿轮12组成的传动部分用于传动转盘,以便更换导开工位,向成型鼓提供不同的胶片。气缸9用于将转盘及其传动部分推向工作位置,工作完毕后,再用气缸9复位。在大支座3的下方装有压辊机构6,用于辊压成型胶筒。压辊由气缸8控制动作,压力可调。为防止失压而造成压辊下落现象,设有安全装置7。
图9-23 胶片导开装置
1—转盘;2—传动系统;3—大支座;4—导轨;5—支架;6—压辊机构;7—安全装置;8,9—气缸;
10—电机;11—减速器;12—齿轮;13—圆盘张紧机构;14—快速自动卡头;15—胶片辊
线绳导开装置有一工位和两工位两种,一工位的线绳导开装置如图9-24所示,线绳经直流电机1从线绳锭5上导开后,经导轮14、固定线轮11和浮动线轮10引到成型机排线装置。浮动气缸8用于调节线绳的张力,气缸活塞杆和导杆固定在浮动线轮的支座9上,可随浮动线轮一起上下浮动。支座9上还设有电位计6,当浮动线轮上下浮动时,可以测出固定线轮与浮动线轮之间的储线量,并将检测结果反馈给控制系统,以调整具有制动作用的直流电机的速度。由于在固定线轮和浮动线轮之间具有一定的储线量,从而可避免电机的频繁变速,并可保证线绳的缠绕精度和张力的稳定。
图9-24 线绳导开装置
1—直流电机;2—同步带带轮;3—同步带;4—导开轴;5—线绳锭;6—电位计;7—导杆;8—浮动气缸;
9—支座;10—浮动线轮;11—固定线轮;12—测速电机;13—线绳;14—导轮
尾架如图9-25所示,它的作用有两个:支承成型鼓和调整膨胀鼓的直径。成型时,尾架处于工作位置,顶针顶紧成型鼓轴支承孔。尾架后部设有用于防止压缩空气失压而产生事故的安全锁紧机构6。当成型或切割完毕时,套筒移动气缸1使套筒和顶针后退,尾架摆动气缸8将整个尾架摆向后方位置,以方便卸下V带带坯或更换成型鼓。手柄5和扳手轴2用于调整膨胀鼓直径。
图9-25 尾架
1—套筒移动气缸;2—扳手轴;3—顶针;4—套筒;5—手柄;
6—锁紧机构;7—尾架体;8—尾架摆动气缸
(3)线绳切割V带单鼓成型机组
①基本结构 线绳切割V带单鼓成型机组是生产切边V带的专用设备,主要完成在成型模具上贴合挂胶帆布、在恒张力条件下缠绕线绳和贴缓冲胶片等工序。主要包括成型机主机1、供布架2、张力机3及控制系统四部分。成型机组外形结构很多,但基本功能相同。现以青岛信森机电技术有限公司生产的DCT-2500系列新式成型机为例加以说明,其结构如图9-26所示。
图9-26 DCT-2500系列成型机组
1—成型机主机;2—供布架;3—张力机;4—成型模具
基本工作流程:成型机主机1固定支撑成型模具4并驱动其转动,在运转的过程中铺贴由供布架2导开的不同类型胶片,缠绕由张力机3导开的线绳。
②主要装置
a.成型机主机 成型机主机由主轴箱1、排线装置2、尾架3和底座4等组成,其结构如图9-27所示。
图9-27 成型机主机
1—主轴箱;2—排线装置;3—尾架;4—底座
ⅰ.主轴箱 主轴箱1提供了整机运转主动力,且与尾架一起支撑成型模具。动力源是电机,同步带传动,转速由旋转式编码器反馈,可以保证主轴的转动与其他装置的运转协调进行,以适应不同尺寸规格的模具。
ⅱ.排线装置 排线装置2将张力机导开的带有恒张力的线绳以相对稳定的状态均匀地排放在成型模具上。排线轮部分固定在溜板上,可横向移动,以适应不同规格模具的线绳排放。排线轮部分由气缸驱动,可前后摆动。成型时气缸前伸,排线轮压在模具上,将线绳压紧在胶料上,更好地保证了线绳排放的均匀性。排线轮部分纵向移动由交流伺服电机和高精密减速机驱动无间隙滚珠丝杠实现,且通过旋转式编码器的速度反馈,与主轴驱动电机协调动作,保证排线的均匀性和线绳间距。
ⅲ.尾架 尾架3用来翻转、支撑成型模具。尾架的翻转和模具的顶紧由油缸驱动来完成;尾架采用了垂直翻转结构,使模具在成型完成后直接竖起,可方便地吊装。
b.供布架 供布架用于胶片的存放和导开。主要由储胶架1、储胶架转动部分2、储胶架前后移动部分3、压辊部分4和机架5组成。其结构如图9-28所示。
图9-28 供布架
1—储胶架;2—储胶架转动部分;3—储胶架前后移动部分;4—压辊部分;5—机架
四工位储胶架1可同时存放四种胶片。安装在储胶架上面的摩擦式圆盘张紧机构使胶片在导开时保持适当的张力;储胶架转动部分2用于完成不同工位的转换,由电机经减速器驱动;储胶架前后移动部分3控制胶片导开时位于前端的工作位置,以方便使用;压辊部分4在胶片铺贴时将胶片与模具及胶片与胶片之间压实,防止胶片在铺贴时产生气泡、叠加、起皱现象,以保证胶带的成型质量,其压力由压辊气缸提供,通过调整压缩空气的压力,可以调整压辊压紧力。为防止失压而造成压辊自由下落,设有安全锁紧装置。所有工作装置均安装于机架5上,并由其支撑。
c.张力机 张力机用于放置线绳盘及根据要求在绕线时导出与主轴速度匹配、张力恒定的线绳。包括放线部分1、张力加载部分2、储线部分3、线绳驱动部分4、张力检测及线绳导出部分5五部分。在结构上有Ⅰ型和Ⅱ型张力机两种,图9-29所示为新式Ⅱ型张力机。在结构上I型张力机没有线绳驱动部分4,同时把线绳导开和张力加载分开,但其工作原理相近,Ⅱ型张力机通过放线部分1的驱动电机和驱动部分4的驱动电机与成型机主机协调动作,实现线绳以张力加载部分2所提供的张力稳定导开,其速度分别由拉杆电位器所处的不同位置进行检测和控制。Ⅰ型张力机只有放线部分1和成型机主机协调工作,可实现线绳的稳定导开。在性能上,Ⅱ型张力机线绳的导开和线绳的张力控制更稳定。放线部分1用于固定线盘,在线绳导开时由交流伺服电机驱动线盘转动放线,速度由连接在储线部分上的电位器的位置控制;张力加载部分2是为导开的线绳加上张力,张力的大小由不同重量的重砣提供;储线部分3储存一定长度的线绳,线绳可带动储线线轮及线轮架上下摆动,连接在线轮架上的电位器随线轮架的摆动而伸缩,控制系统根据电位器伸缩的位置控制放线部分的放线速度;线绳驱动部分4根据模具的转动速度以匹配的速度导出线绳,其速度由交流伺服电机控制;张力检测及线绳导出部分5用于检测线绳导出时的张力,并显示在触摸屏上,同时通过过渡轮将线绳输送到主机的排线轮,最终排放到模具上。
图9-29 张力机
1—放线部分;2—张力加载部分;3—储线部分;
4—线绳驱动部分;5—张力检测及线绳导出部分
9.3.1.3 主要性能参数
(1)单根线绳V带成型机主要性能参数 单根线绳V带成型机成型的汽车V带内周长为360~1500mm,除成型汽车V带外,还成型普通A、B、C型V带。电机功率为1.1kW,电机转速为930r/min,压缩空气压力为0.4~0.6MPa。
(2)线绳V带单鼓成型机组主要技术参数 见表9-2。
表9-2 线绳V带单鼓成型机组主要性能参数
注:表中前两种产品参数为德国SCHOLZ公司的产品数据。
(3)线绳切割V带单鼓成型机组主要性能参数 DCT-2500系列成型机组主要性能参数见表9-3。
表9-3 DCT-2500系列成型机组主要性能参数
9.3.2 线绳V带切边机
9.3.2.1 用途和分类
切边机用于把由一般V带成组成型机制成的矩形带坯切削成梯形,供下道工序使用。根据切边刀的形状及切边刀的配置位置,切边机分为圆盘刀式、杯形刀式及上下配置圆盘刀式等。
9.3.2.2 基本结构与主要装置
(1)圆盘刀式V带切边机 一种国产圆盘刀式V带切边机如图9-30所示,它主要由切刀装置1、被动轮2、主动轮3、调距驱动装置4、主动轮驱动装置10、带坯张紧气缸11及除尘系统等组成。
图9-30 圆盘刀式V带切边机
1—切刀装置;2—被动轮;3—主动轮;4—调距驱动装置;5—床身;6—除尘系统;7—刀片;8—径向调节手轮;
9—刀片调节手轮;10—主动轮驱动装置;11—带坯张紧气缸;12—轴向调节丝杠
带坯套在被动轮2和主动轮3上,根据带坯的周长,主动轮3在调距驱动装置4的驱动下可在床身5上移动而调整位置。主动轮3在驱动装置10的驱动下带动带坯转动。带坯由张紧气缸11拉紧,使带坯在切削时保持一定的张力,张力大小可通过压缩空气调压阀进行调节。切割完毕,由气缸11松带,从主动轮3和被动轮2上卸下切削成梯形断面的带坯。
为了使带坯在运转时保持在一个固定的平面上,以保证切削的带坯断面形状及尺寸的正确性,在被动轮2上装有若干圆柱挡辊。挡辊安装在被动轮的左、右夹盘上。右夹盘在气缸驱动下可作轴向移动,放松时便于装卸带坯,夹紧时使带坯能被夹持在固定的位置。被动轮的轮盘可根据切削的带坯断面尺寸更换:左、右夹盘上开有缺口,以便刀片7伸入,靠近被动轮的轮盘,对带坯进行切削。
刀片7装在切刀装置1上,两套切刀装置分别装在被动轮2的左右两侧。切刀装置有三层拖板,可进行相对于被动轮的轴向、径向、角度以及刀片的轴向调节。刀片7由电机经多楔带驱动,以4000r/min的转速相对回转。
被动轮2安装在一个铰支轴上,在气缸的驱动下,被动轮可绕铰支轴摆动。切削带坯时,被动轮在气缸驱动下向下绕铰支轴摆动,使带坯进入高速转动的刀片7之间,带坯则在主动轮3的驱动下转动,从而使带坯的两个角部被刀片7切削掉,带坯转动一周,便完成切边工作。切削下来的胶边由除尘系统吸走。切边完成后,被动轮回到停歇位置,松开被动轮的夹盘,主动轮3退回,便可卸下切削好的带子和装上待切削的带坯。
带坯的切削示意如图9-31所示,整个工作周期自动进行。
图9-31 带坯切削示意
1—主动轮;2—带坯;
3—被动轮;4—刀片
(2)杯形刀式小型V带切边机 杯形刀式小型V带切边机如图9-32所示,用于切削A、B型V带。
图9-32 杯形刀式小型V带切边机
1-杯形刀;2-调刀装置;3-气缸;4-主动轮;5-重锤;6-被动轮
两把杯形刀1分别对称安装在机器端部的机座上,杯形刀之间的距离可作适当调整,以适应不同规格带宽的切削需要。杯形刀磨损后,在调刀装置的调节下,可以转动刃口位置工作。主动轮4可由气缸3驱动沿床身导轨向杯形刀方向进退,并由电机经蜗轮减速器及链传动驱动回转。工作时,带坯套在主动轮4和被动轮6上,重锤5拉动被动轮6,使带坯在切边时保持一定张力。张力大小通过增减重锤5的重量进行调整。带坯在主动轮带动运转下,向杯形刀方向靠近,将带坯切削成梯形断面。
由于采用杯形刀切削,切削后的带坯断面略呈弧形。
(3)上下配置圆盘刀式V带切边机 上下配置圆盘刀式V带切边机是日本神户机械株式会社的产品,如图9-33所示,带坯的传动及张力装置与上述杯形刀V带切边机类同,但切边刀为圆盘刀。
图9-33 上下配置圆盘刀式V带切边机
1—主动轮;2—被动轮;3—重锤;4—气缸;5—切边装置
切边装置有两套,分别安装在主动轮的上下两侧,圆盘刀直接装在减速电机的输出轴上。减速电机固定在刀座上,刀座可以摆动以调节圆盘刀的切边角度,还可以在手轮丝杠的驱动下作轴向移动,以调节切削量。带坯套在主动轮1和被动轮2上之后,由重锤3施以一定张力,经传动系统驱动主动轮1后,带动带坯回转,然后在气缸4的驱动下,把主动轮向切刀方向移动。切边装置5的圆盘刀将带坯切削后,气缸4将主动轮1复位,完成切边工作。
9.3.2.3 主要性能参数
几种V带切边机的主要性能参数见表9-4。
表9-4 V带切边机主要性能参数
注:表中后两种为日本神户机械株式会社产品的参数。
9.3.3 V带包布机
9.3.3.1 用途
在生产包布V带时,V带包布机用于将成型好的V带带芯包上两层按45°角斜裁好的胶帆布。
9.3.3.2 基本结构与主要装置
(1)基本结构 V带包布机有几种规格和型式,其结构大同小异,但包布方式略有差异。一般的包布机,人工递上包布布头后可自动完成包布过程,包布结束,人工剪断布头。目前有一种包布机装有一把自动剪刀,包布完毕后可自动剪断布头,称为V带自动包布机。
目前常用的V带包布机如图9-34所示,它主要由机箱1、包布装置2、拉伸装置3、供布装置4和定中心装置5等组成。
图9-34 V带包布机
1—机箱;2—包布装置;3—拉伸装置;4—供布装置;5—定中心装置;
6—转阀;7—升降气缸;8—拉伸气缸;9—机架
V带包布机各部件的包布工作原理系统图如图9-35所示。前槽轮3、后槽轮2和包布装置8是包布机的主要工作部件。包布时,V带带芯套在前、后槽轮上,利用拉伸装置1移动后槽轮2,以调整和前槽轮3的距离并伸张带芯。
图9-35 包布工作原理系统图
1—拉伸装置;2—后槽轮;3—前槽轮;4,24—蜗轮减速器;5,23—电机;6,10,11—导辊;7—张紧辊;
8—包布装置;9—定中心装置;12—调整杆;13—限位开关;14—平带;15—带轮;16—胶帆布;
17—胶帆布卷;18—导轮;19—扩布辊;20—垫布;21—垫布辊;22—摩擦辊
供布装置提供包布装置8包布时用的胶帆布。供布装置由胶帆布卷17、平带14、带轮15、调整杆12、限位开关13、垫布辊21和传动装置等组成。由供布装置导开后的胶帆布通过数个导辊和定中心装置9、张紧辊7后贴在带芯底边上。当贴有胶帆布的带芯通过包布装置8时,在数对包布辊的作用下,将胶帆布包在带芯上,成为待硫化的带坯。包布装置8在气缸带动下,可上下升降。包布时上升,不包布时下降。
胶帆布卷17导开的垫布,由垫布辊21摩擦卷取。
(2)主要装置
①包布装置 包布装置如图9-36所示,它主要由贴布辊23、侧包辊16、上包辊10和气缸22等组成。贴布辊23装在支架24上,其高度可用螺栓26调整。调整时,支架24可在支座25和辊架4之间上下移动。两个托辊14装在固定于支架3上的两个挡板15之间。
图9-36 包布装置
1—夹板;2—滑架;3,24—支架;4—辊架;5—升降气缸;6—挡布架;7—导辊;8—张紧辊;9—前槽轮;
10—上包辊;11—螺杆;12—调节螺母;13—轴;14—托辊;15—挡板;16—侧包辊;17—活页;18—压辊;
19—压杆;20—推杆;21—连杆;22—夹紧气缸;23—贴布辊;25—支座;26—螺栓;27—托架
支架3和支架24一样,其高度也可以调整。四个侧包辊16装在活页17上。挡板15和活页17均有突耳,彼此用销轴相连。上包辊10装在可调整的托架27上。支架3的支座用螺钉固定在滑架2上。辊架4装在轴13上,可用螺钉调节其高度。夹紧气缸22设在滑架2内,可在辊架4内调整移动,并由夹板1定位。对于大型V带包布机则不设滑架2。
包布时,预先贴于带芯底边的胶布随着带芯的移动,首先经过贴布辊23,将带芯两边的胶布翻起。同时,升降气缸5将辊架4抬起,使各包布辊靠近带芯。夹紧气缸22的活塞杆上升,推动推杆20和连杆21,带动螺杆11向里移动,迫使固定在它上面的压杆19往里摆动,压辊18则压紧活页17,侧包辊16便把翻起的两边胶布向带芯两边贴紧。上包辊10则把胶布的两个边先后压贴在带芯面上。
上包辊10有平面形和锯齿形两种。中小型V带包布机一般用平面形,大型V带包布机则用锯齿形。包布装置的包布程序如图9-37所示。程序a为带芯两侧的胶布由贴布辊翻起,程序b和c为侧包辊、上包辊将胶布依次包在侧面及顶面。
普通V带带芯包布时,通常使用的贴布辊、包布辊和槽轮的尺寸列于表9-5,供参考。
表9-5 贴布辊、包布辊和槽轮主要尺寸
②拉伸装置 拉伸装置的结构如图9-37所示,装有后槽轮13的滑块10安装在导轨5上,挡块6安装在定轨7上。当根据带芯长度需要调整后槽轮13和前滚轮9的距离时,拧松螺钉11和14,分别调整滑块10(即后槽轮13)和挡块6在导轨5及定轨7上的位置。调好后,重新将螺钉11和14拧紧定位。
图9-37 拉伸装置
1—气缸;2—接头;3—滚轮座;4—后滚轮;5—导轨;6—挡块;7—定轨;8—支架;9—前滚轮;
10—滑块;11,14—螺钉;12—支块;13—后槽轮;15—机箱
定轨7固定在支架8上不能移动,而导轨5则可用气缸1移动,以便装卸和伸张带芯。导轨5支承在前滚轮9和后滚轮4上。前滚轮9装在包布机机箱的箱壁上,后滚轮4则装在支架8上的滚轮座3上。导轨5和定轨7均用槽钢制成。
③供布装置 供布装置如图9-38所示,它的供布速度略大于分布机的包布速度。调整杆12起储布作用。当导开储存的胶布被使用时,调整杆12一端的导辊11即被逐渐拉起,并碰限位开关13,启动电机1,胶布迅速导开,导辊11随即下降储布。当调整杆离开限位开关13时,电机1停止,胶布导开也随即停止,如此循环工作。调整杆12上的重锤20可根据包布所需的张力移动调整。
图9-38 供布装置
1—电机;2—联轴器;3—蜗轮减速器;4—摩擦辊;5—垫布卷取辊;6—扩布辊;7,10,11—导辊;8—胶帆布卷轴;9—主动辊;
12—调整杆;13—限位开关;14—支架;15—底座;16—摩擦盘;17—制动摩擦片;18—轴承座;19—掣子;20—重锤;21—带轮
胶帆布卷轴8和垫布卷取辊5的结构相似,均装有掣子19。按下掣子19即可装上或取下布卷。胶帆布卷轴8导布的松紧程度,可通过调节摩擦盘16和制动摩擦片17之间的压紧程度进行调节。
供布装置由电机1通过双出轴蜗轮减速器3传动。减速器3的一侧出轴装有摩擦辊4,用于摩擦传动垫布卷取辊5卷取垫布。减速器3的另一侧出轴通过带传动带动主动辊9,使胶帆布导开。
④定中心装量 定中心装置的结构如图9-39所示,其作用是使包布经过两个辊子3之间时扭转90°,防止包布偏移。安装时,两个辊子差不多处于同一垂直平面内,可转动圆盘2进行调节。
图9-39 定中心装置
1—支板;2—圆盘;3—辊子;4—轴
⑤气动控制系统 V带包布机常用的气动控制系统的原理图如图9-40所示。当手动六通阀8处于图示A位置时,拉紧装置气缸5的尾腔进气,升降气缸7和夹紧气缸6的头腔进气,进行卸带操作。调节单向节流阀1可使升降气缸7的活塞下降速度慢于夹紧气缸6的活塞下降速度,使侧包辊先行松开而后下降,以免拉坏带坯。当手动六通阀处于图示B位置时,拉紧装置气缸5头腔进气,拉紧和伸张带芯,准备包布。当手动六通阀处于图示C位置时,拉紧装置气缸5仍为头腔进气,而升降气缸7和夹紧气缸6改为尾腔进气,进行包布。调节单向节流阀2,可使夹紧气缸6的活塞上升速度慢于升降气缸7的活塞上升速度,这样可先将包布辊抬至包布位置,而后侧包辊靠拢带芯包布。
图9-40 气动控制系统原理图
1,2—单向节流阀;3—单向阀;4—带压力表的减压阀;5—拉紧装置气缸;6—夹紧气缸;
7—升降气缸;8—单向节流手动六通阀;9—截止阀;10—分水滤气器
9.3.3.3 主要性能参数
V带包布机的主要性能参数见表9-6。
表9-6 V带包布机主要性能参数
9.4 V带硫化设备及前后处理设备
9.4.1 V带带坯定型机(V带带坯伸张机)
9.4.1.1 用途
V带带坯伸张机用于将圆模硫化的V带带坯进行预伸张及定型,使带坯能按要求尺寸套到模型上,以便送往硫化罐硫化。
9.4.1.2 基本结构与主要装置
(1)基本结构 V带带坯伸张机如图9-41所示。机架6装在传动机构8的箱体上,它的上面装有转带机构1,正面设有引导伸张机构3上下移动用的燕尾槽导轨。工作时,将V带带坯套在上下两个槽轮上,并将槽轮距离增大至带坯规定的尺寸后,启动传动机构8,上槽轮12转动,使带坯在运转条件下进行均匀预伸张。靠近上槽轮12处装有安全装置11,以防由于操作疏忽而使手指夹入带坯和槽轮之间。当触动安全装置11时,机器立即停车。
图9-41 V带带坯伸张机
1—转带机构;2—压辊装置;3—伸张机构;4—气阀;5—伸张调节器;6—机架;7—平衡锤;8—传动机构;
9—脚踏开关;10—限位开关;11—安全装置;12—上槽轮;13—下槽轮
(2)主要装置
①传动机构 传动机构装于机器底部,其结构如图9-42所示,它有两根输出轴,一根为用于传动上槽轮的轴2,另一根为用于上下移动下槽轮的伸张螺杆3。伸张螺杆3和传动齿轮间设有爪形离合器4,用电磁铁控制的操纵杆5操纵。
图9-42 传动机构
1—蜗杆;2—轴;3—伸张螺杆;4—爪形离合器;5—操纵杆
伸张螺杆3的规格为T48×6,转速为31.3r/min,下槽轮的移动线速度为187.3mm/min。
②转带机构 转带机构如图9-43所示,上槽轮5由轴1(即图9-42中的件2)通过锥齿轮2和3、变速装置4传动。上、下槽轮有大小两种规格。可按带坯型号进行调换。大槽轮用于长带,小槽轮用于短带,其界限为40in。在通常情况下,用哪种槽轮没有严格的尺寸界限,但考虑到C型V带屈挠及长度等情况,只能用大槽轮伸张。槽轮参考尺寸见表9-7。
图9-43 转带机构
1—轴;2—主动锥齿轮;3—被动锥齿轮;4—变速装置;5—上槽轮;
6—爪形离合器;7—离合器操纵杆
表9-7 槽轮尺寸
考虑到定型和伸张的要求不同,转带速度有快慢两种,由离合器操纵杆7拨动爪形离合器6进行换速。快速时,上槽轮转速为11.8r/min,用于定型。慢速时,上槽轮转速为4.1r/min,用于伸张。
③压辊装置 压辊装置如图9-44所示,由气缸2、摇臂4和压辊5等组成。气缸2用于操纵压辊5的动作。工作时,压辊5的凸肩正好嵌入槽轮的槽内,在加压条件下使带坯定型(压辊和槽轮配套使用)。
图9-44 压辊装置
1—支座;2—气缸;3—端头;4—摇臂;5—压辊;6—上槽轮
④伸张机构 伸张机构如图9-45所示,下槽轮1和上述转带机构的上槽轮一样,可以更换,需按V带型号和长度选配使用。伸张导架3的后面开有燕尾槽,与机架上的导轨相配,使伸张机构在螺杆转动下可沿机架上下滑行。当伸张带坯时,利用手柄7转动转盘6(即手柄7下移,与水平位置错开45°角),靠转盘6上的斜槽拨动对开螺母5上的销子4,使对开螺母5合拢,和伸张螺杆啮合,传动整个伸张机构移动,移动的距离用限位开关控制。向上回程时,提起手柄7,分开对开螺母5,人工提起伸张机构。由于导架背后的凸块8与平衡锤上的链条相连,通过平衡锤的作用,可使伸张机构移动轻便。
图9-45 伸张机构
1—下槽轮;2—轴;3—伸张导架;4—销子;5—对开螺母;6—转盘;7—手柄;8—凸块
平衡锤为一铅铸重锤,用链条与伸张导架相连时,中间与伸张调节器的一个链轮相啮合。当伸张机构向下移动时,平衡锤上升,链条随即带动伸张调节器的链轮转动,使伸张调节器进行计数动作。
⑤伸张调节器 伸张调节器如图9-46所示,当指针1拨到所要求的带坯长度并固定后,装在轴5上的曲臂8和触头9随之定位。当伸张带坯时,由于链轮3被平衡锤链条带动回转,从而使微动开关7环绕轴5转动。当微动开关7转到与曲臂8上的触头9相碰时,传动机构中的电磁铁就产生动作,使离合器脱开,伸张螺杆停止转动,即表示带坯已经伸张到规定的尺寸。
图9-46 伸张调节器
1—指针;2—表盘;3—链轮;4—小齿轮;5—轴;6—大齿轮;7—微动开关;8—曲臂;9—触头
表盘2刻度的确定可按下列方法进行。
以伸张螺杆到上下两个槽轮的最小中心距130mm为起点(用限位开关控制),这时V带的长度L(mm)为:
L=πd+2A (9-1)
式中,d为槽轮底径,mm;A为槽轮中心距,mm。
用小槽轮伸张时,V带的最短长度为
L=πd+2A=3.14×78.3+2×130=506mm(折合为20in)
用大槽轮伸张时,V带的最短长度为
L=πd+2A=3.14×159.6+2×130=761mm(折合为30in)
这样就可得出表盘上的零位刻度:小槽轮为20in,大槽轮为30in(实际使用中,小槽轮从22in开始,大槽轮从35in开始,故小槽轮起点尺寸为22in,大槽轮起点尺寸为35in)。
如果按圆模硫化V带的规格范围来确定,小槽轮伸张V带的最大长度为66in,大槽轮则为76in,并以此作为表盘刻度的极限位(与零位相重合)。
这样,V带最大长度和最小长度的差值为:使用小槽轮时L'=66-20=46in,使用大槽轮时L″=76-30=46in。据此,将表盘刻度作46等分,每一等分相当于1in V带长。
相应零件的数据原则为:链轮t=12.7mm、z=23;小齿轮z=20、m=1.5mm;大齿轮z=40、m=1.5mm;微动开关触点至轴5中心线距离h1=46.5mm,触头9至轴5中心线距离h=46.5mm;微动开关触点和触头9绕轴5转动的圆直径为D=h+h1=93mm,圆周长L=πD=292mm。该L值按46等分,则每英寸长度刻度值相应的圆周值K=L/46=6.35mm。
当将微动开关触点和触头置于零位面相接触时,此时的指针也处于零位。指针按顺时针方向每拨动一格刻度,触点和触头之间在圆周上的距离就增加6.35mm。由于链轮3的节圆直径和触头绕轴5中心线转动的圆周直径相同,故当微动开关转动6.35mm(即1/4in圆周距离)与已拨动一格刻度的触头再次接触时,链轮就要转过一个齿(圆周距离则为1/2in)。这样需要伸张螺杆转动12.7mm/6r,即上下两槽轮中心距增加1/2in,结果使V带长度相应增加1in,这正好与表盘上的刻度吻合。因此,表盘上的刻度能正确地反映出V带的实际长度,并通过上述机构有效地控制V带的伸张程度。
9.4.1.3 主要性能参数
轮底径:大槽轮159.6mm;大槽轮78.3mm。
上、下槽轮中心距:最大700mm;最小130mm。
上槽轮转速:慢速4.1r/min;快速11.8r/min。
一次伸张V带带坯根数:O型10根;A型8根;B型6根;C型6根。
电机:功率15kW;转速1400r/min。
外形尺寸:1080mm×960mm×1740mm。
9.4.2 V带合模机
(1)用途 当线绳结构的包布V带采用胶套式硫化罐硫化的工艺时,V带合模机用于将成型好的带坯逐条装进硫化模之后将模型进行压紧,并用长螺栓紧固组成一体然后再送往胶套式硫化罐进行硫化。
(2)基本结构 图9-47所示是V带合模机的一种结构形式,这种设备结构比较简单,它主要由油缸2,升降台3、上梁1及液压系统构成。在带坯装入硫化模型后,把模型及带坯放置在工作台上,待规定数量的带坯装入模型后,启动油缸2,升降台3升起,把装有带坯的模型夹紧在升降台3和上梁1之间,然后用长螺栓把一串模型紧固,降下升降台3,把上梁1转动一个角度,即可用吊车将模具吊出,送往硫化。
图9-47 V带合模机
1—上梁;2—油缸;3—升降台
(3)主要性能参数
硫化模型(多台组合)最大尺寸(直径×高度):800mm×800mm。
最大压模力:1200kN。
油缸直径×行程:180mm×600mm。
油泵电机功率:2.2kW。
外形尺寸:2464mm×1232mm×1940mm。
9.4.3 V带硫化设备
9.4.3.1 用途和分类
常用的V带硫化设备有V带颚式平板硫化机、圆模液压平板硫化机、普通硫化罐、胶套式硫化罐和V带鼓式硫化机等。V带颚式平板硫化机又有下压式和上下同时加压式两种。V带鼓式硫化机由于机器结构复杂、硫化单位压力小,重硫处易呈海绵结构等原因,几乎不被采用,故不予介绍。普通硫化罐见本书有关内容。
9.4.3.2 基本结构与主要装置
(1)V带颚式平板硫化机 下压式V带颚式平板硫化机根据硫化主机两侧所配拉伸装置结构的不同,有导杆式和导座式两种,其区别仅为左右两侧拉伸装置的支承方式不同,前者用两根光杆支承,后者用机座上的两条燕尾槽支承。图9-48所示为液压缸设置在下方的下压式导杆结构V带颚式平板硫化机,它主要由颚式平板硫化机1、左拉伸装置3、右拉伸装置5、左转带装置2和右转带装置4等组成。带坯套在左转带装置2和右转带装置4的槽辊上,由左拉伸装置3伸张带坯,用颚式平板硫化机1对带坯进行加压硫化,每硫化一段带子,由左转带装置2将带坯转移一段位置再进行加压硫化,直到V带全部硫化完毕为止。采用这种设备硫化V带属分段式硫化。
图9-48 下压式导杆结构V带颚式平板硫化机
1—颚式平板硫化机;2—左转带装置;3—左拉伸装置;4—右转带装置;5—右拉伸装置;6—底座
颚式平板硫化机的结构与一般硫化模制品用的双层框式平板硫化机类似,其结构如图9-49所示,它由框板1、液压缸2、柱塞3、活动平台4、热板5、6和8及上横梁9等组成。框板一侧开口呈颚状,以便装卸带子。不同型号的V带硫化模型7用键11及压板12固定在中热板6上,更换方便。上、中、下三块热板开有迂回的通道,可通蒸汽加热(也可采用电热方式)。热板两端设有冷却水通道,避免带子在分段硫化时交接处过硫。中热板6可沿滑道10升降,并设有螺栓,可以调节中热板在开模时的停留位置。
图9-49 V带颚式平板硫化机
1—框板;2—液压缸;3—柱塞;4—活动平台;5—下热板;6—中热板;7—模型;
8—上热板;9—上横梁;10—滑道;11—键;12—压板
颚式框板的侧板受拉、弯应力的联合作用,其合成应力σ合(MPa)可按下式计算:
σ合=P/A+PL/W≤[σ] (9-2)
式中,P为每块框板上的最大作用力,N;A为框板的侧板横截面积,见图9-50的A—A剖面,mm2;W为A—A横截面的截面模量,mm3;[σ]为框板材料的许用应力,MPa。
图9-50 颚式框板受载图
左、右拉伸装置由圆柱导杆(或燕尾槽导轨)、滑块、螺杆等组成。左拉伸装置的螺杆由电机经蜗轮减速器传动,右拉伸装置的螺杆则用手轮人工传动。装有转带装置的滑块在螺杆的传动下,可沿圆柱导杆左右移动。在一般情况下,右拉伸装置用于按带坯长度调节槽辊位置,左拉伸装置用于伸张带坯。
左、右转带装置结构相似,但左转带装置有动力,而右转带装置无动力。图9-51所示为左转带装置,由槽辊7、可卸轴承8及槽辊传动装置等组成。槽辊7可按要硫化V带的规格更换,其轴的一端支承在轴承5上,另一端支承在可卸轴承8上。可卸轴承8从槽辊7的轴上脱出后,即可装卸带子。有了可卸轴承8,可提高槽辊的刚度,减少拉伸带坯时槽辊轴的变形。槽辊7由电机1经减速器3及齿轮4和6传动回转。右转带装置的槽辊被动回转。
图9-51 左转带装置
1—电机;2—联轴器;3—减速器;4,6—齿轮;5—轴承;7—槽辊;8—可卸轴承;9—轴销;10—支座
上、下均设有液压缸的上下同时加压的V带颚式平板硫化机如图9-52所示,它由多层颚式平板硫化机1、左右连杆式拉伸装置、转带滑出装置、管路系统、液压系统和电气部分等组成。
图9-52 上下同时加压V带颚式平板硫化机
1—硫化机;2—上液压缸;3—热板;4—下液压缸;5—床身;6—槽轮;7—连杆装置;
8—油缸;9—溜板;10—纵溜板;11—减速器
这种机器与上述硫化机大同小异。连杆拉伸装置和转带装置安装在溜板9上,硫化时溜板由油缸推动滑动,槽轮即由模槽位置滑出槽板空间,将带坯装于槽轮,左右拉伸装置拉伸带坯,同时溜板再把槽轮滑回至模槽空间,使带坯与模槽相对且平行,然后启动硫化机,热板加压带坯进行硫化。
拉伸力由油缸连杆装置实现,可使槽轮左右移动,使V带按工艺要求伸长一定量值。
平板硫化机具有五层热板3,可同时硫化两组V带,可提高热利用效率和生产率。
(2)圆模四柱式硫化机(圆模液压平板硫化机) 圆模液压平板硫化机主要用于硫化汽车V带(风扇带)或周长相当的普通V带,其结构如图9-53所示,与硫化模型制品用的柱式平板硫化机相似,唯热板1呈圆形。承受工作负荷并兼作热板上下运动导向用的立柱2有三根(120°均布)与四根两种。三根立柱的操作空间大,使用方便。
图9-53 圆模液压平板硫化机
1—热板;2—立柱;3—下模;4—机座;5—液压缸;6—柱塞;7—蒸汽管路;
8—汽车V带(风扇带)带坯;9—钢圈;10—斜板;11—钢环;12—上模
硫化机通常设计成多层的,如三层或四层,目前一般多为三层,一次可硫化三条汽车V带。下模3和上模12分别装在上下两块热板1上。硫化时,将带有钢环11的带坯放置在下模3上,由液压缸5和柱塞6组成的液压机对热板和模型加压。液压机为单作用式,开模时靠柱塞6等零件的重力自行下降。
钢圈9和钢环11构成硫化模型的内外侧模。热板1可用铸铁铸成中空结构,通入蒸汽加热。
硫化模的结构目前有两种形式,一种如图9-54所示,主要由上模1、下模13、钢圈4和钢环12所组成。上模1和下模13用螺钉2固定在热板3的上、下两个平面上。硫化模上的凸台与热板上的孔相配合定位,以保证上、下硫化模合模时对准中心。钢圈4呈开口结构,且开口处稍厚,另一边稍薄,使钢圈具有较大的弹性。钢圈4开口处的两个端头上装有销钉11、斜块8和压缩弹簧9,当斜槽板10在硫化机上合模受压时,由于斜槽板上两个斜槽的作用,通过销钉11迫使钢圈4缩小直径,使钢圈紧箍在上、下模的外围。当开模释压时,由于弹簧9的作用,使钢圈4张开,便于卸模。
图9-54 硫化模
1—上模;2—螺钉;3—热板;4—钢圈;5,12—钢环;6—叉杆;7,9—弹簧;
8—斜块;10—斜槽板;11—销钉;13—下模
为使钢圈4定位和开模时协助钢圈4张开,在钢圈4的外周设有三个定位装置。定位装置由固定在热板凸台上的钢环5、叉杆6和弹簧7等组成。叉杆6和钢圈4铰接。当合模时,由于钢圈缩小,叉杆6径向内移,弹簧7被压缩。开模时则反之,靠弹簧7的弹力协助弹簧9使钢圈4张开,并保持在所要求的位置。
图9-55 螺钉箍紧式硫化模
1—钢圈;2—螺钉;3—螺母;4—硫化模
另一种硫化模的结构如图9-55所示,利用螺钉2与螺母3将钢圈1紧箍于硫化模4上。工作时,硫化模先放在硫化机上加压合模,而后手工扭紧螺钉。采用这种硫化模硫化的汽车V带线绳排列较整齐,但操作劳动强度大,效率低。
(3)胶套式硫化罐 胶套式硫化罐是一种立式硫化罐,主要由罐体、罐盖和用于开关罐盖的辅助部分组成,其中罐体和罐盖是由均匀布置的错齿齿圈连接锁紧的。罐体上安装有托板,罐盖上安装有浮动盖板,使用时托板和浮动盖板将硫化胶套两端密封,将罐体间隔成硫化用内外腔,硫化时内外腔分别通入低、高压力的蒸汽,形成硫化压力差,保证硫化过程中将胶料压实并可以达到一定的致密度,通过压力差使浮动盖板压紧硫化胶套以使内外腔之间形成良好的密封,保证有良好的硫化效果,并且硫化带齿带筒时,可使胶料充齿饱满均匀。
胶套式硫化罐如图9-56所示,它由罐体1、锁紧装置2、安全装置3、罐盖4及开盖装置5及控制装置六部分组成。
图9-56 胶套式硫化罐
1—罐体;2—锁紧装置;3—安全装置;4—罐盖;5—开盖装置;6—托板座;
7—托板;8—胶套;9—带筒;10—模具;11—浮动盖板;12—密封圈;
13—锁紧齿圈;14—保温层
罐体1中的托板7直接安装在托板座6上,并通过中间的密封圈形成密封,托板上开有通孔作为蒸汽进口及排水口。托板硫化时用于放置模具,并作为密封胶套的下托板,要求托板平面光滑平整,材料表面硬度要高,耐冲击,托板采用组装式,使用磨损后,拆下可重新更换。罐体1的底部设有内、外腔蒸汽管及排水管,分别放置在托板座的内外侧,并通过托板座完全分隔开。
罐体1外侧安装有安全装置3,在一个工作流程结束时用于排空罐内的残余压力,以避免造成可能的人身伤害或对设备的冲击。罐体1在罐口部分安装有橡胶密封圈12,在罐体和罐盖的接触处形成密封,防止蒸汽的流失。硫化罐罐盖4内侧安装有用于密封胶套的浮动盖板11,工作时同罐体1上的托板7一同将胶套8的内部分隔为独立的工作空间。
罐体1与罐盖4之间用带有均匀布置的错齿锁紧齿圈13锁紧。锁紧齿圈13在开盖装置5上的驱动气缸的作用下可以转动,以使罐盖4上的齿与锁紧齿圈13上的齿槽相重合,实现罐盖的锁紧或开锁。当锁紧齿圈13上的齿槽与罐盖4的齿相重合时,罐盖4可在开盖装置5上的驱动气缸作用下,完成罐盖翻转到上位,方便模具的吊装。
为防止硫化罐工作温度的损失,硫化罐的罐体和罐盖外侧包覆有保温层14。
胶套式硫化罐某种带筒的使用工艺方法:如图9-56所示,将成型有带筒9的模具10放置到罐体1内的托板7上,并套装硫化胶套8,罐盖4在开盖装置5的驱动气缸作用下关闭,通过锁紧装置2上的锁紧气缸的动作将锁紧齿圈13转动一定角度锁紧罐盖,安全装置3锁紧。硫化时,内腔先抽真空同时通入设定压力的外压蒸汽。外压蒸汽在托板7和浮动盖板11的密封下不能进入胶套与带筒之间的间隙或模具内部,胶套用于对带筒外周加压。待抽真空时间到达后,外腔保压至要求的时间,再向模具内腔通入设定压力的内压蒸汽,并开始计时。内压蒸汽压力比外压蒸汽压力低,以保持胶套和盖板之间的密封。V带硫化的外压一般为0.8~1.0MPa,内压比外压低0.6MPa左右。计时结束硫化完成,内、外腔同时排汽,待内、外腔排汽达到设定的压力后,安全装置3打开,将外腔压力排空,罐盖4开锁并翻转打开,吊出模具冷却。
硫化罐的所有动作均可由控制部分设定,并可自动完成。
胶套式硫化罐通常用于硫化带长小于5600mm的V带,硫化质量高。
9.4.3.3 主要性能参数
(1)V带颚式平板硫化机的主要性能参数 见表9-8。
表9-8 V带颚式平板硫化机的主要性能参数
注:1.热板尺寸指宽度×长度。
2.表列产品规格为各厂典型产品,不包括该产品全部规格,同时产品可为导杆式或导座式。
(2)圆模液压平板硫化机的主要性能参数 见表9-9。
表9-9 圆模液压平板硫化机的主要性能参数
(3)胶套式V带硫化罐的主要性能参数 见表9-10。
表9-10 胶套式V带硫化罐的主要性能参数
注:技术参数摘取自青岛信森机电技术有限公司生产的DLT系列硫化罐。
9.4.4 V带脱模机
9.4.4.1 用途
在硫化完成后,V带脱模机将冷却好的V带带筒从模具上完整地分离下来,以使带筒单独送往切割工序。
9.4.4.2 基本结构与主要装置
(1)基本结构 V带脱模机一般由机架及安装在机架上的滑动夹紧装置和安装在机架底部的顶出装置组成。
(2)主要装置
①简易型V带脱模机 简易型V带脱模机结构简单,由机架、定心装置、伸缩定位装置和顶出装置四部分组成。模具放置在中心轴上,并通过中心轴进行定位。将伸缩轴移动至定位压块可将带筒上的脱模压环压住,顶出油缸动作,将模具顶出,带筒被脱模压环挡下,模具通过吊环吊出。由于工作效率不高,简易型V带脱模机正逐渐被淘汰,取代它的是通用型脱模机。
②通用型V带脱模机 通用型V带脱模机结构相对复杂,由底座、滑动夹紧装置、顶出装置和定位压块组成,其结构如图9-57所示。
图9-57 通用型V带脱模机
1—带筒;2—模具;3—中心轴;4—顶出油缸;5—底板;
6—橡胶板;7—导轨;8—支撑架;9—夹紧座;
10—定位压块;11—吊环;12—模具支座;
13—连接架
调整定位压块10至可压住带筒1的大部分且碰不到模具2的位置。模具2放置到模具支座12上,并通过中心轴3定位。安装在夹紧座9上的橡胶板6通过夹紧油缸的动作将带筒1及模具2夹紧,顶出油缸4动作,在橡胶板6与带筒1的摩擦力及定位压块10与带筒1的接触力作用下,将模具2顶出,通过吊环11吊出。
通用型V带脱模机一般采用六个或八个图示工位,按60°或45°均匀布置,通过底板5上的导轨7与夹紧座9连接,且夹紧座9在夹紧油缸的作用下可沿着导轨7前后滑动,以适合不同尺寸的模具2,各工位间采用连接架13连接成一体。在工作中根据实际带筒规格可选择3/6或4/8工位的转换。
橡胶板工作面采用圆弧段结构且内部加钢板芯,在夹紧油缸的压力下,通过橡胶的弹性变形,可与带筒1均匀接触,可适应不同规格的带筒,能保证良好的工作摩擦力且可保护带筒1表面不受损伤。
9.4.4.3 主要性能参数
V带脱模机的主要性能参数见表9-11。
表9-11 V带脱模机的主要性能参数
注:性能参数摘取自青岛信森机电技术有限公司生产的DCT-2500系列脱模机。
9.4.5 V带修边机
9.4.5.1 用途
V带修边机用于修去硫化后V带的流失胶边,并在修边切口处擦涂黑蜡,改善外观质量。
9.4.5.2 基本结构与主要装置
(1)基本结构 V带修边机分为A型、BC型和DE型三种规格。A型和BC型V带修边机如图9-58所示,DE型V带修边机如图9-59所示,它们的结构基本相似。
图9-58 A型和BC型V带修边机
1—机架;2—气缸;3—前槽轮;4—修边刀;5—揩蜡装置;6—后槽轮;7—电机;
8—导架;9—限位夹板;10—盛屑桶;11—限位开关
图9-59 DE型V带修边机
1—机架;2—前槽轮;3—传动机构;4—揩蜡装置;5—修边刀;6—托轮组;7—后槽轮;8,9—气缸
A型和BC型V带修边机主要由机架1、气缸2、前槽轮3、修边刀4、揩蜡装置5和后槽轮6等组成。机架1由方形底座和矩形箱体两部分组成。底座和箱体呈空心结构。传动系统设在箱体内部,带法兰的电机7则固定在箱体的一侧。后槽轮6可在导架8上左右移动调整位置,当按导架上的标尺定好位后,用限位夹板9固定。修边时,将V带套在前槽轮3和后槽轮6上,并启动气缸2使前槽轮3及其摇臂绕支点摆动一角度。摇臂碰限位开关11后,启动电机7,带动前槽轮3和V带转动,由修边刀4进行修边,揩蜡装置5则进行揩蜡。当调换修边V带规格时,必须同时调换前、后槽轮,重新调整修边刀刀口和V带带缘的接触位置,盛屑桶10用于盛放修剪下来的废边。
DE型V带修边机用气缸8将套在前槽轮2和后槽轮7上的V带张紧,同时,由于V带规格较大,利用气缸9将托轮组6升起承托V带,使V带平稳地进入修边刀5的刀刃,利于修边。
(2)主要装置
①前槽轮 A型和BC型V带修边机的前槽轮如图9-60所示。前槽轮1装在摇臂5的轴2上,由链轮3传动。摇臂5以支承轴4为摆动支点,装在箱体上。前槽轮1和轴2以锥周形式配合,便于调换。
图9-60 前槽轮
1—前槽轮;2—轴;3—链轮;4—支承轴;
5—摇臂;6—卸废边斗
DE型V带修边机的前槽轮比较简单,是一个位置固定的槽轮。
槽轮的主要尺寸见表9-12。
表9-12 槽轮的主要尺寸
②修边刀 修边刀如图9-61所示。A型和BC型V带修边机的修边刀由支承固定在箱体上。轴1的位置与前槽轮的水平中心线下偏30°,使两修边刀的中心线均能通过前工作轮的中心,以保证修边质量。修边刀有左右两组,分别由左外侧刀片5和内侧刀片6及右外侧刀片7和内侧刀片6组成。组合时两把刀片刃磨面相背叠合在一起,并和垫铁4一起用螺钉8固定在刀架上。内、外侧刀片组成剪刀形的刀口,与V带废边的揩角相擦,废边就由“∧”形的刀刃口处修下,从垫铁4的透孔处落入盛屑桶中。刀架2和3在轴1上的位置可用螺钉9调整,以适合不同规格的槽轮。
图9-61 修边刀
1—轴;2—右刀架;3—左刀架;4—垫铁;
5—左外侧刀片;6—内侧刀片;7—右外侧刀片;8,9—螺钉
刀片的形状如图9-62所示。刀片材料为W18Cr4V,淬火硬度为62HRC。实际生产中也可用机用锯条磨制而成。
图9-62 刀片形状
DE型V带修边机的修边刀与上述相似。
③揩蜡装置 A型、BC型和DE型V带修边机的揩蜡装置结构相似,以A型和BC型的揩蜡装置为例,其结构如图9-63所示。蜡柱6用特制石蜡浇成,装在置于空心轴12中的蜡管7里,在链轮13和螺旋齿轮16的带动下快速旋转,使揩蜡均匀。蜡管7的后面装有压缩弹簧8,使蜡柱6处于向外顶出的状态,以一定压力和V带修边边缘相接触。为防止蜡柱6被弹簧8顶出管外,头部设有挡板17。空心轴12上开有多个孔槽,其用处是当蜡柱6磨损较大时,可将调整环9和塞子11往下调节。调节时,只要将调整环9和塞子11移到适当位置,将销子10移入孔槽即可。调换蜡柱6时,可将蜡管7从空心轴的后面取出,更换后重新装入。
图9-63 揩蜡装置
1—轴承;2—支承杆;3—左齿轮箱;4—长键;5—右齿轮箱;6—蜡柱;7—蜡管;8—弹簧;9—调整环;
10—销子;11—塞子;12—空心轴;13—链轮;14—链轮轴;15—压盖;16—螺旋齿轮;17—挡板
整个揩蜡装置用轴承1固定在机箱箱体上,处于前槽轮的上方,使蜡柱头部正好与V带修边边缘相接触。两蜡柱间的距离可以在支承杆2上调节,以适合不同型号V带的揩蜡。
9.4.5.3 主要性能参数
V带修边机的主要性能参数见表9-13。
表9-13 V带修边机主要性能参数
9.4.6 切边V带测长打磨机
9.4.6.1 用途
切边V带测长打磨机用于测量切边V带的长度,并与标准长度进行比较,确定带子长度状态。对测量长度略短于标准长度的切边V带,系统控制磨轮动作自动完成对其两个侧面的适量磨削修整,以达到标准长度范围;测量长度超出标准长度范围,将不被磨削;测量长度符合标准长度范围,显示合格,放松带子。
9.4.6.2 基本结构与主要装置
(1)基本结构 切边V带测长打磨机如图9-64所示,主要由机架1、带子定位装置2、打磨装置3、测长装置4和控制系统5组成。
图9-64 切边V带测长打磨机
1—机架;2—带子定位装置;3—打磨装置;4—测长装置;5—控制系统
机架1的床面导轨上安装有带子定位装置2和测长装置4。工作时被测V带安装于两槽轮上,带子定位装置2可由伺服电机驱动滚珠丝杠带动其沿导轨前后移动,以满足不同长度V带的测量。被测V带在重锤加载力的作用下移动张紧,转带电机驱动被测V带转动,在恒定张紧力张紧的条件下完成对V带长度的测量。测长装置将V带长度测量值记录、显示。
根据测量带子的长度,打磨装置3上的压辊下移对被测V带施加压力。磨轮高速运转对V带两工作面磨削修正,直至其长度达到标准长度范围为止。磨轮和压辊可以进行位置调整来适应多种长度规格V带的磨削。
测长与磨削工作均由控制系统完成。
(2)主要装置
①机架 机架用来支撑其他部分,设备其他装置均安装在机架上。
②带子定位装置和测长装置 带子定位装置和测长装置如图9-65所示。带子定位装置在导轨上的位置由伺服电机1驱动的滚珠丝杠3进行大范围调节定位,可实现测量多种长度的切边V带的要求。
图9-65 带子定位和测长装置
1—伺服电机;2—导轨;3—滚珠丝杠;4—定位溜板;5—驱动轴;6—张紧轴;7—加载重锤;
8—激光传感器;9—加载气缸;10—定长编码器;11—转带驱动电机
工作时,松开加载气缸9将V带挂到驱动轴5和张紧轴6上的测量轮上,加载气缸退回,切边V带在重锤7作用下张紧,转带驱动电机11带动带子旋转数圈,用激光传感器8测量V带的长度及变化量,得出带子测量结果,并根据结果进行后续工序。通过更换测试轮来实现不同带型的带子测量、打磨。
③打磨装置 打磨装置如图9-66所示,主要由磨轮轴3、位置调整部分4、7和滑板、压轮及其驱动装置组成。当测量长度小于标准长度范围时,磨轮轴电机10启动,驱动磨轮轴3高速转动,压轮2在压轮驱动装置1的带动下下压,将带子两工作面压入磨轮内边进行修磨,直到带子长度达到标准长度的范围。为确保磨轮轴轴线与测试轮轴线在同一水平面内,磨轮可在水平和垂直面内,通过垂直、水平调整部分(4、7)作适当调整。当更换张紧轮和磨轮时,需要进行磨轮轴3的垂直方向调整,并相应调整压轮2。
图9-66 打磨装置
1—压轮驱动装置;2—压轮;3—磨轮轴;4—垂直位置调整部分;5,8—锁紧手柄;
6—滑板;7—水平位置调整部分;9—传动多楔带;10—磨轮轴电机
④控制系统 通过激光传感器的输出信号,判断带子状态,自动完成修整打磨。所有动作均由PLC控制自动完成。
9.4.6.3 主要性能参数
适用切边V带型号:所有切边V带带型。
适用切边V带长度:700~5000mm。
测试V带转速:22m/min。
磨轮直径:70mm。
磨轮转速:4500r/min。
磨削电机:功率3kW;转速2860r/min。
气动控制压力:0.6MPa。
生产能力:约400条/h(周长1000mm)。
9.4.7 双槽轮汽车V带切边机(切齿机)
(1)用途 用传统方法生产汽车V带时,双槽轮汽车V带切边机用于将硫化后的汽车V带在压缩层胶上冲切出齿形,以降低弯曲应力,提高屈挠次数和增加散热面积,从而延长使用寿命。
(2)基本结构与主要装置 双槽轮汽车V带切边机如图9-67所示,它主要由传动装置1、曲柄冲切装置2、摇杆间歇机构3、槽轮4和5、张紧装置6及操纵器7等组成。待切齿的汽车V带需先翻转,使压缩层胶向外,然后套在槽轮4和5上。槽轮5的位置由张紧装置6调整,使带子切齿时处于张紧状态。
图9-67 双槽轮汽车V带切边机
1—传动装置;2—曲柄冲切装置;3—摇杆间歇机构;4,5—槽轮;6—张紧装置;
7—操纵器;8—吹屑管;9—机架
曲柄冲切装置是冲切汽车V带齿的主要工作部件,由传动装置带动曲轴使冲切装置上下运动,进行切齿。同时,由于摇杆间歇机构与曲轴相连,当冲切第一个齿之后,间歇机构使汽车V带移过一个齿距再冲切第二个齿。这样,由于冲切装置和间歇机构的协调工作,便可准确地完成汽车V带的全部切齿过程。
为使每根汽车V带切完齿(预先调整好的齿数)后能自动停车而装有停车器。吹屑管8的作用是用压缩空气吹走切下的胶屑。
切齿机的传动系统如图9-68所示,动力通过V带传动带动曲轴2,使冲切装置8作上下冲切运动。曲轴2的一端带动摇杆机构3推动间歇机构4运动。工作时为防止倒转,设有棘轮6。
图9-68 切齿机传动系统
1—电机;2—曲轴;3—摇杆机构;4—间歇机构;5—槽轮;
6—棘轮;7—V带传动;8—冲切装置;
9—汽车V带;10—张紧装置
汽车V带切齿时,要调整两槽轮的中心距。调整时,如果出现最后一个齿距小于其他齿距x(mm)时,两槽轮中心距应增加x/2(mm);如果出现最后一个齿大于其他齿距x(mm)时,两槽轮中心距应减小x/2(mm)。
汽车V带宽度与槽轮宽度配合应适当。
(3)主要性能参数
型式:双槽轮;外切齿式。
汽车V带:内周长880~1600mm;断面尺寸梯形大底宽13~18mm,梯形高8~16mm。
齿距:(11±1)mm;(14±1)mm。
切刀行程:60mm。
电机功率:1.1kW。
切刀往复次数:106次/min。
压缩空气压力:0.3~0.6MPa。
外形尺寸:1470mm×535mm×1485mm。